Luận văn Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải

hu đô thị, nồng độ phenol trong không khí chủ yếu là do sự phát thải của giao thông. Các giá trị phenol trong không khí đo tại một số khu đô thị lớn của Nhật Bản là khoảng 1- 4 àg/m3 (Osaka) [33], 0,2 - 8 àg/m3 (Nagoya). Tại Pháp và Mỹ, các giá trị này là 0,7-8 àg /m3 (Paris) [24] và 0,22- 0,42 àg /m3 (Portland) [33]. Trong các khu dân cư, khói thuốc lá một nguồn quan trọng gây ô nhiễm phenol. Người ta ước tính khoảng 0,01-0,22mg phenol/điếu thuốc đã được thải qua khói chính (được hít bởi người hút) trong khi nồng độ phenol trong khói phụ (thoát ra ngoài không khí) cao hơn 2,6 lần. Tại Nhật, 0,3-0,4mg phenol/điều thuốc đã được phát thải vào không khí trong quá trình đốt cháy [30]. Với các phòng kín, (khoảng 50 m3) khói của một điếu thuốc lá có thể tạo ra nồng độ phenol là 6-8 àg/m3. Nồng độ nền của phenol trong không khí ở cách xa các nguồn phát thải rất thấp (<1ng phenol/m3) [24]. 1.5.1.2. Nồng độ phenol trong nước và trầm tích Có rất ít số liệu nghiên cứu về phenol trong nước và trầm tích. Những nghiên cứu này hầu như chỉ có ở một số quốc gia như Mỹ, Nhật Bản và một số nước Châu Âu. Tại Mỹ, nồng độ của phenol hòa tan trong nước mưa ở Portland nằm trong khoảng từ 0,08-1,2 àg/l, trung bình là 0,28 àg/l [33]. Nồng độ phenol trong các dòng sông gần các khu công nghiệp là 0-5àg/l; tại hồ Hurong là 3- 24àg /l. Đặc biệt, trong nước ngầm gần khu vực nhà máy khí hóa mỏ than, đã phát hiện thấy nồng độ phenol rất cao (6,5-10000 àg/l) [26]. Nồng độ phenol trong nước sông ở Hà Lan là 2,5-6,5àg/l; trong nước hồ là 0,3-7àg/l và trong nước biển ven bờ khoảng 1,5 àg/l (bao gồm cả các chất phenolic khác) [24]. Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 Trong nước thải ở các khu công nghiệp, nồng độ phenol trung bình nằm trong khoảng 0,01-5,7 mg/l, giá trị cao nhất là 53 mg/l ở khu công nghiệp sắt và thép [26]. Tại Liên bang Nga, nồng độ phenol trong nước thải của lò luyện than cốc là 0,3 - 0,8 g/l [24]. Phenol có trong 63/165 mẫu trầm tích ở khu vực Pugefould (Mỹ). Trong số đó, một nửa số mẫu có nồng độ phenol nhỏ hơn 40 àg/kg (trọng lượng khô); nồng độ cao nhất là 1700 àg/kg. Tại hồ Hurong, nồng độ phenol cao nhất trong các mẫu trầm tích là 13000 àg/kg. Với các mẫu trầm tích lấy cách xa khu vực xử lý nước thải, nồng độ phenol là 10 àg/kg. Tính trung bình, nồng độ phenol trong trầm tích ở Mỹ là <1000àg/kg [26]. 1.5.1.3. Nồng độ phenol trong thực phẩm và nước uống Phenol đã được phát hiện trong nước uống ở 5/14 nhà máy nước của Mỹ và 2/4 nhà máy nước của Anh [24]. Các trường hợp ô nhiễm phenol trong nước uống đã được công bố ở Anh với nồng độ phenol dao động là 5 đến 10 àg/l và ở Mỹ là từ 4,7 đến 10,3 àg/l. Tính trung bình, nồng độ của phenol trong nước uống ở Mỹ là <1àg/l [26]. Tại Hà Lan, nồng độ phenol trong nước uống, nước ngầm và nước mặt sử dụng để sản xuất nước sinh hoạt là 1-9 àg/l [24]. Đối với các vùng nước bị ô nhiễm phenol, việc xử lý nước bằng clo có thể tạo thành chlorophenol có mùi vị rất khó chịu. Phenol được phát hiện trong các sản phẩm cá và thịt hun khói. Khi sản xuất các sản phẩm này, người ta đã sử dụng khói gỗ có chứa một lượng lớn phenol và ete phenol. Phenol bị hấp thụ trong thực phẩm khi đun nấu. Nồng độ tổng phenol trong xúc xích hun khói là 70mg/kg (Toth, 1982). Bratzrel và nnk (1969) cũng phát hiện được nồng độ phenol trong lớp ngoài của sản phẩm hun khói là 37mg/kg, ở lớp trong của sản phẩm thì ít hơn. Rất nhiều các phenol đơn lẻ trong cá trích hun khói đã được tìm thấy bởi Luten và nnk Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 (1979) với một hàm lượng phenol xấp xỉ 10-30 mg/kg tùy thuộc vào thời gian hun khói. Potthast (1976, 1982) đã xác định được trong xúc xích gan và đùi lợn hun khói là 2-18mg phenol/kg. Phenol đã tìm thấy trong các loại cá nhỏ sống đáy ở vịnh Commencement ở Tacoma, Mỹ với nồng độ trung bình là 0,14 mg/kg, cao nhất là 0,22mg/kg [24]. 1.5.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ở Việt Nam, việc nghiên cứu nồng độ phenol trong các hợp phần môi trường còn rất hạn chế. Một số dự án, đề tài đã đặt vấn đề nghiên cứu nồng độ phenol trong nước biển như dự án JICA- Nhật Bản, 1998. Số liệu khảo sát nồng độ phenol trong nước Vịnh Hạ Long tại 30 trạm trên toàn bộ khu vực vịnh trong khuôn khổ dự án JICA “Nghiên cứu quản lý môi trường Vịnh Hạ Long” vào tháng 8/1998 cho thấy nồng độ phenol dao động từ 0,6 - 2,45àg/l, trung bình tầng mặt là 1,63àg/l [4], trung bình tầng đáy là 0,99àg/l. Ngoài ra, phenol cũng đã được phát hiện trong một số mẫu nước thải, nhưng tài liệu còn rất hạn chế. Hiện ở Việt Nam đã xây dựng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6216:1996 [5] xác định phenol bằng phương pháp so màu. Có rất ít các số liệu công bố liên quan đến nồng độ phenol trong môi trường không khí, đất, nước trầm tích, nước thải hay khu dân cư cũng như các phép thử độc tính đối với phenol. Nói chung, việc nghiên cứu và phân tích phenol ít được quan tâm ở Việt Nam. 1.5.3. Một số tiêu chuẩn chất lượng nước đối với phenol Tiêu chuẩn chất lượng nước biển đối với phenol được cho trong bảng 1.6. Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ đã không đủ số liệu để phát triển tiêu chuẩn môi trường nước đối với phenol hoặc cho các hợp chất phenol có chứa nhóm clo. Vì vậy, không có một tiêu chuẩn chung cho toàn nước Mỹ mà chỉ có tiêu chuẩn của tiểu bang. Các tiêu chuẩn này được xây dựng dựa trên nồng độ thấp Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 nhất quan sát được có ảnh hưởng bất lợi đối với các thủy sinh vật. Tiêu chuẩn chất lượng nước Australia đối với phenol cho nước ngọt và nước biển là 0,05mg/l (ANZECC, 1992). ở Canada và British Colombia tiêu chuẩn để bảo vệ hệ sinh thái nước ngọt đối với phenol là 0,001mg/l. Đối với nước biển, nồng độ có ảnh hưởng thấp nhất quan sát được là 0,12mg phenol/l với thông số theo dõi là LC50 trong 27 ngày đối với trứng và ấu trùng cá hồi. Để bảo vệ hệ sinh thái dưới nước, Malaysia đã thiết lập tiêu chuẩn tạm thời đối với phenol là < 9,9mg/l ở bất kỳ loại nước nào. Đối với nước biển ven bờ dùng cho giải trí và nuôi trồng thủy sản, tiêu chuẩn của Philippin cho phenol là 0,01mg/l. Quy định của Indonesia số 20/1990 (BAPEDAL, 1991) về thiết lập tiêu chuẩn chất lượng nước cho phenol là 0,001mg/l đối với nuôi trồng thủy sản, và 0,002mg/l đối với nước dùng làm nước uống, và 0,002 mg/l các hợp chất phenolic đối với nước biển. Tiêu chuẩn chất lượng nước biển Thái Lan là 0,03mg/l dùng cho nuôi trồng thủy sản và bảo tồn san hô. Việt Nam có tiêu chuẩn chất lượng biển ven bờ là 0,001mg/l đối với nước dùng cho giải trí và nuôi trồng thủy sản. Bảng 1.6. Tiêu chuẩn chất lượng nước đối với phenol của các nước ASEAN và một số khu vực trên thế giới [8] Địa điểm Thông số Giá trị (mg/l) Mô tả Australia Phenol 0,05 Bảo vệ hệ sinh thái dưới nước, nước biển và thủy sản Delaware Phenol 0,3 Tiêu chuẩn chất lượng nước bề mặt áp dụng ngoài các vùng pha trộn, để bảo vệ hệ sinh thái biển và nước ngọt Georgia Phenol 0,3 Tiêu chuẩn nói chung cho tất cả các loại nước Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 Hawaii Phenol 0,170 Tiêu chuẩn cho tất cả các loại nước Malaysia Phenol 9,9 Bảo vệ hệ sinh thái dưới nước Indonexia Phenol Nhựa phenol 0,001 0,002 Hải sản và nuôi trồng thủy sản Tiêu chuẩn chất lượng nước biển Philippin Phenol 0,01 Sử dụng cho nước biển, nước ven bờ, thủy sản và nước tiêu khiển Thaí Lan Phenol 0,03 Tiêu chuẩn chất lượng nước biển ven bờ để bảo tồn san hô và tài nguyên, và dùng cho nuôi trồng thủy sản Việt Nam Các hợp chất phenol 0,001 Tiêu chuẩn chất lượng nước ven bờ, bãi tắm, giải trí và dùng cho nuôi trồng thuỷ sản ASEAN-Canada Phenol 0,12 Tiêu chuẩn để bảo vệ hệ sinh thái dưới nước ASEAN-Canada Phenol 0,03 Tiêu chuẩn bảo vệ sức khỏe con người và hoạt động giải trí Từ bảng 1.6 nhận thấy, tiêu chuẩn chất lượng nước mặt và nước biển dành cho phenol nằm trong khoảng từ 0,001 mg/l đến 9,9 mg/l. Giới hạn cho phép của phenol đối với nước biển ven bờ của Việt Nam và Indonexia thấp nhất trong khi đó tại Malaysia giá trị này là 9,9mg/l. Vì vậy, trong chương trình hợp tác nghiên cứu ASEAN - Canada, các nước ASEAN đã cùng nhau đề xuất tiêu chuẩn để bảo vệ hệ sinh thái dưới nước đối với phenol là 0,12mg/l. Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 Chuơng 2. Các phương pháp phân tích phenol 2.1. Giới thiệu chung Các kỹ thuật quan trọng nhất cho việc phân tích phenol là sắc ký khí sử dụng detector FID và sắc ký lỏng cao áp sử dụng detector tử ngoại.Việc xác định phenol bằng GC/FID đã được cải tiến bằng phản ứng của phenol với bromua hoặc pentafluoro-benzyl bromua và sử dụng đầu đo ECD [25, 37]. Phenol còn được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng khi phản ứng với p- nitrobenzen diazonium tetrafluoroborat để hình thành dẫn xuất azo [26]. Phương pháp trắc quang xác định phenol dựa trên nguyên tắc phenol phản ứng với 4-amino antipyrine và K3[Fe(CN)6] tạo thành chất màu antipyrine. Giới hạn phát hiện của phương pháp này đối với các mẫu nước sau khi chưng cất là 1àg/l (Hiệp hội sức khỏe Công cộng Mỹ, 1995). Đối với các mẫu không khí, giới hạn phát hiện là 2àg/m3. Phương pháp hồng ngoại (IR) để xác định phenol có độ nhạy không cao và dễ bị ảnh hưởng bởi các hợp chất khác như nước bay hơi. Tuy nhiên phương pháp này nhanh, có thể đo liên tục và trực tiếp. Phương pháp có thể áp dụng tốt đối các mẫu không khí có nồng độ phenol >1000àg/m3, ví dụ trong các quá trình kiểm tra rò rỉ và kiểm tra các hệ thống cảnh báo trong công nghiệp [24]. Đồng thời, bộ đọc trực tiếp là ống phát hiện Dragas; tuy nhiên, giới hạn phát hiện rất cao (>19000àg/m3). Trong các mẫu nước tiểu, phenol có thể được xác định bằng phương pháp sắc ký khí hoặc so màu. Giới hạn phát hiện tổng phenol bằng phương pháp GC/FID trong các mẫu nước tiểu sau khi axit hóa và chiết bằng dung môi ête là 0,5 àg/l [35]. Phenol tổng số trong nước tiểu và huyết tương có thể được xác định bằng phương pháp GC/MS sau khi thủy phân dẫn xuất với Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 propanoic anhydride với giới hạn phát hiện là 10àg/l [24]. Ngoài ra, phenol còn được xác định bằng phương pháp phản ứng với p-nitroaniline sau khi loại chất béo và chiết với dietyl ete, tuy nhiên các phenol khác sẽ ảnh hưởng đến phép xác định; hoặc phương pháp cho phenol phản ứng với amoniac và N- clorosuccinimide trong môi trường kiềm và chất xúc tác là natri nitroprusside, phương pháp này có thể áp dụng để xác định các mẫu có nồng độ phenol từ 3- 24 mg/l. 2.2. Nguyên lý của một số phương pháp tiêu biểu 2.2.1. Phương pháp trắc quang Các hợp chất phenol phản ứng với 4-AAP tại pH = 7,9 ±0,1 với K3Fe(CN)6 để hình thành chất màu antipyrine. Chất màu này được giữ trong dung dịch nước và đo độ hấp thụ trên máy trắc quang tại bước sóng 500 nm. Phương pháp có giới hạn phát hiện là khoảng 100àg/l. Để tăng độ nhạy của phép phân tích, người ta đã sử dụng phương pháp chiết trắc quang với chloroform. Phenol phản ứng với 4 – ammino antyprine ở pH 7.9 0.1 với K3Fe(CN)6 để hình thành chất màu antypirine có màu vàng. Chất màu này được chiết bằng dung môi chloroform (CHCl3) và được đo trên máy trắc quang ở bước sóng 460 nm. Phương pháp này dùng để xác định nồng độ phenol từ 1.0 àg/l đến 250 àg/l với độ nhạy 1àg/l [9]. 2.2.2. Phương pháp chuẩn độ Iốt Các hợp chất phenolic phản ứng với dung dịch nước Brom trong môi trường axit cùng với KI tạo thành iot có màu nâu. Chuẩn độ lượng iot bằng dung dịch Na2S2O3 với chất chỉ thị hồ tinh bột. Từ lượng Na2S2O3 tiêu tốn ta sẽ tính được nồng độ phenol trong mẫu [9]. Phản ứng xảy ra như sau: C6H5OH+ Br2  (C6H4Br)OH + HBr Br2 (dư) + KI  KBr + I2 I2 + 2Na2S2O3 Na2S4O6+ 2NaI Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 2.2.3. Phương pháp sắc ký Phương pháp sắc ký lỏng – lỏng hay sắc ký khí với detector FID dùng để xác định từng đơn chất của phenol nhưng chi phí tốn kém (chất chuẩn, thiết bị và các hoá chất tinh khiết). Giới hạn phát hiện bằng phương pháp sắc ký khí đối với mẫu khí được cho trong bảng 2.1. Đối với mẫu nước, sử dụng đầu đo ECD sau khi cho phenol phản ứng với pentafluoro-benzyl bromua, giới hạn phát hiện của phương pháp xấp xỉ 0,2àg/l [37]. Phương pháp GC/MS phân tích phenol có độ nhạy cao hơn so với phương pháp GC/FID. Giới hạn phát hiện của các phương pháp này là xấp xỉ 1mg phenol/kg (trọng lượng ướt) đối với các mẫu trầm tích và đất; và 10àg/l đối với các mẫu nước [37]. Bảng 2.1. Các phương pháp xác định phenol trong không khí Phương pháp lấy mẫu Thể tích không khí (l) Xử lý sơ bộ trước khi phân tích Phương pháp phân tích Giới hạn phát hiện (àg/m3) Hấp thụ trong chai rửa với dung dịch NaOH; tốc độ hấp thụ 1 lít/phút 100 Axít hóa GC/FID 16 Hấp thụ với dung dịch NaOH; tốc độ hấp thụ 20 lít/phút 25000 Axít hóa và chưng cất GC/FID 4 Sử dụng giấy lọc sợi thủy tinh có tẩm NaOH và glycerol; tốc độ 120 lít/phút 600 Axít hóa và chiết với ête GC/FID 13 Hấp thụ với dung dịch NaOH; tốc độ hấp thụ 28 lít/phút 1000 Axít hóa và chưng cất Trắc quang 2 Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 Hấp thụ trong chai rửa với dung dịch NaOH; tốc độ hấp thụ 1 lít/phút - Không Trắc quang 700 Hấp thụ trong chai rửa với dung dịch NaOH; tốc độ hấp thụ 1 - 2 lít/phút 150 Chuyển đổi sang dẫn xuất azophenol HPLC/Dete ctor UV 0,2 Hấp thụ trong dung dịch Na2CO3 với tốc độ hấp thụ 1lít/phút 30 Hiệu chuẩn tại pH=10 và pH=7 UV, λ = 235 nm20 160 Hấp thụ với dung dịch NaOH; tốc độ hấp thụ 28 lít/phút 300 Hiệu chuẩn tại pH=12 và pH=6 UV, λ = 241 và 295 nm 20 Tenax có và không có KOH - 0,25lít/phút 5 Giải hấp nhiệt ở 250oC GC/FID 0,1 Tenax; 0,1lít/phút 4 Giải hấp nhiệt ở 260oC GC/FID 1 Tenax; 0,5-1lít/phút 70 Giải hấp nhiệt ở 250oC GC/MS 0,3 Tenax; 0,75lít/phút 90 Giải hấp nhiệt ở 300oC IR 300 Siligagel 25 Giải hấp lỏng với cloroform GC/FID 3 Silica gel, tốc độ 0,05 - 2lít/phút 10 Giải hấp lỏng với cloroform HPLC/Dete ctor UV, λ = 275nm 50 Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 Chương 3. chọn và kiểm chuẩn phương pháp trắc quang phân tích phenol trong nước Theo Panggabean và Samusi (1999), để xác định phenol trong nước biển có hai phương pháp: trắc quang với 4 - amino antipyrine và sắc ký lỏng cao áp. Trong điều kiện phòng thí nghiệm Hoá Môi trường của Viện Tài nguyên và Môi trường Biển, chúng tôi không có hệ thống sắc ký lỏng cao áp. Tuy nhiên, chúng tôi có hệ thống quang phổ tử ngoại khả kiến hai chùm tia (UV- VIS) là một thiết bị có độ nhạy cao, phù hợp cho nghiên cứu chuyên sâu, do đó tác giả đã lựa chọn phương pháp trắc quang. Phương pháp trắc quang để xác định phenol trong nước có ưu điểm là độ nhạy cao, sử dụng các hóa chất và thiết bị thông thường, chi phí thấp so với phương pháp sắc ký. Phương pháp này đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới để xác định tổng phenol trong nước biển và nước thải. Phương pháp đã được tiêu chuẩn hóa trong các tư liệu quốc gia và quốc tế như Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (2002) hay HACH Water Analysis Handbook (HACH Company, 1992) 3.1. Nguyên lý của phương pháp Phenol phản ứng với 4 – ammino antipyrine (AAP) ở pH 7,9 ± 0,1 cùng với Kali Ferixyanua (K3Fe(CN)6) tạo thành antipyrine có màu vàng. Chất màu này được chiết bằng dung môi CHCl3 và đo độ hấp thụ ở bước sóng 460 nm. Phương pháp dùng để xác định nồng độ phenol từ 1,0 àg/l đến 250 àg/l với độ nhạy 1 àg/l. Phương pháp phân tích phenol với 4- AAP có độ nhạy cao, có thể ứng dụng phân tích các mẫu nước có chứa dưới 1 mg/l do chất màu được cô đặc trong dung môi hữu cơ. Vì các hợp chất khác nhau của phenol đều phản ứng Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 với 4 -AAP và tạo thành chất màu, nên phenol (C6H5OH) được lựa chọn làm chất chuẩn. 3.2. Phương pháp tính toán Nồng độ phenol được tính toán theo công thức sau: A(àg phenol/ l) = B A * 1000 Trong đó A: àg phenol trong mẫu tính từ đường chuẩn B: Số ml mẫu Trong quá trình phân tích, nếu không xây dựng đường chuẩn, có thể sử dụng công thức sau để tính với một dung dịch phenol chuẩn: B (àg phenol / l) = BE DC ì ìì 100 Trong đó C: àg phenol trong dung dịch chuẩn D: Độ hấp thụ của mẫu E: Độ hấp thụ của dung dịch chuẩn B: Số ml mẫu 3.3. Các tác nhân cản trở • Các tác nhân cản trở như vi khuẩn phân huỷ phenol, các chất khử và chất oxy hoá. Đối với những loại nước thải bị ô nhiễm nặng cần phải có kỹ thuật đặc biệt để loại trừ các chất cản trở và thu hồi định lượng các hợp chất phenol. • Các chất ôxy hoá như Cl2 và những chất khác có trong mẫu được phát hiện bằng việc giải phóng ra I2 khi axít hoá mẫu và thêm KI. Loại bỏ các chất này sau khi lấy mẫu bằng cách thêm FeSO4. Nếu các chất oxy hoá không được loại bỏ, các hợp chất của phenol có thể bị oxy hóa từng phần. Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 • Các hợp chất của sunfua được loại trừ bằng cách axít hoá tới pH = 4 với H3PO4 và khuấy để loại bỏ ảnh hưởng của H2S và SO2. • Dầu mỡ và nhựa được loại bỏ bằng cách chiết với CHCl3 trong môi trường kiềm pH từ 12 ữ 12,5. Lượng CHCl3 dư trong nước được loại bỏ bằng cách đun mẫu trong 1 chậu nước ấm trước khi tiến hành bước chưng cất tiếp theo. • Các tạp chất khác và độ đục của mẫu được loại bỏ bằng cách chưng cất mẫu. 3.4. Thu và bảo quản mẫu 3.4.1. Dụng cụ lấy mẫu Đối với mẫu nước biển, sử dụng batomet nhựa loại 2 lít hoặc 5 lít để thu mẫu. Đối với các loại nước thải, có thể dùng gàu hoặc xô để lấy mẫu Trước khi thu mẫu, cần tráng sạch dụng cụ lấy mẫu bằng nước mẫu nhiều lần. 3.4.2. Dụng cụ chứa mẫu Việc sử dụng loại dụng cụ chứa mẫu nào có một tầm quan trọng đặc biệt. Dụng cụ chứa mẫu có thể làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, tùy thuộc vào thông số phân tích. Đối với phenol trong các mẫu nước và nước thải, nên sử dụng chai thủy tinh 1 lít. Trước khi thu mẫu, chai phải được tráng bằng nước mẫu định lấy từ 2 đến 3 lần. 3.4.2. Lưu giữ và bảo quản mẫu Bảo quản và lưu trữ mẫu ở 4oC hoặc thấp hơn nếu không phân tích ngay trong vòng 4 giờ. axít hoá với 2 ml H2SO4 đặc/lít mẫu để hạn chế sự phân hủy sinh học và oxy hóa. Mẫu bảo quản tối đa 28 ngày sau khi thu mẫu [9]. 3.5. Tiến hành kiểm chuẩn phương pháp 3.5.1. Dụng cụ, hoá chất 3.5.1.1. Dụng cụ Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 • Phễu chiết 1 lít với nút khoá TEF. Phễu được rửa sạch bằng dung dịch rửa 3 lần rồi rửa bằng nước máy 3 lần, tráng bằng nước máy 3 lần và cuối cùng tráng nước cất đã khử phenol. • Các ống đong 50ml, pipét 2ml, 5ml, 10 ml, bình định mức 0.5l và 1lít... Rửa sạch dụng cụ bằng dung dịch rửa 3 lần, tráng bằng nước máy 3 lần và cuối cùng tráng nước cất đã khử phenol. • Chuẩn bị một loạt bình tam giác 1 lít có nắp (đã được rửa sạch như các dụng cụ trên) và các bình tam giác nhỏ 100ml có nắp, sau đó được sấy trong tử sấy ở 110oC trong 2 giờ. • Các phễu chiết được tráng bằng dung môi sạch và sấy khô cùng với các bình tam giác. • Máy so màu Cary UV – VIS • Máy quang phổ DR/2000, Mỹ 3.5.1.2. Hoá chất • Nước cất 2 lần được đun sôi 15 phút và để nguội đến nhiệt độ phòng. • Dung dịch phenol gốc: Lấy 1g tinh thể phenol tinh khiết phân tích (PA) pha trong bình định mức 1 lít và định mức đến vạch bằng nước cất đã khử phenol. Dung dịch có nồng độ 1000 mg/l (1mg/1ml). • Dung dịch chuẩn trung gian: Lấy 10 ml dung dịch phenol gốc pha bằng nước cất đã khử phenol đến 100 ml (dung dịch A). Tiếp tục lấy 10 ml dung dịch A pha loãng thành 100 ml, ta được dung dịch B. Dung dịch này có nồng độ 10àg/1ml. • Dung dịch NH4OH 0,5 N: Pha loãng 35 ml NH4OH đặc bằng nước cất 2 lần thành 1 lít dung dịch. • Dung dịch đệm phosphat: Hoà tan 104,5 g KH2PO4 và 72,3g K2HPO4 loại tinh khiết phân tích (PA) trong nước cất và định mức đến 1 lít. Lọc dung dịch trước khi sử dụng. Dung dịch có pH khoảng 6,8. Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 • 4 –Amino antipyrine: Hoà tan 2,0 g trong nước và định mức tới 100 ml. • Dung dịch K3Fe(CN)6 : Hoà tan 8 g trong nước và pha loãng tới 100 ml. Lọc và bảo quản trong chai thuỷ tinh màu nâu. • Chloroform (CHCl3) tinh khiết phân tích • Na2SO4 khan: Sấy khô ở 200oC • Giấy thử pH 3.6.2. Các bước tiến hành • Chưng cất mẫu Chưng cất mẫu chứa phenol để loại bỏ các tạp chất, độ đục của mẫu. Vì phenol bay hơi từ từ trong khi chưng, thể tích dung dịch thu được phải cơ bản bằng thể tích của mẫu ban đầu. Để chưng phenol, dùng bộ chưng cất bằng thuỷ tinh, dung tích 1 lít. Lấy 500 ml mẫu vào cốc đốt, điều chỉnh pH về 4 bằng H3PO4 8,5% sử dụng chỉ thị metyl da cam hoặc máy pH, chuyển mẫu vào bộ chưng. Dùng ống đong 500 ml hoặc bình tam giác 500ml làm bình đựng mẫu. Nếu mẫu đã được bảo quản bằng 2 ml H2SO4/l thì điều chỉnh pH tới 4 bằng NaOH 2,5 N. Khi chưng cất được 450 ml thì ngừng đun, thêm 50 ml nước ấm vào bình và chưng tiếp cho đến khi thu được 500 ml dung dịch chưng. Nếu sau khi chưng, phần thu hồi vẫn bị đục, thêm 4 giọt chỉ thị metyl da cam và tạo môi trường axit bằng H2SO4 1N. Chuyển dung dịch vào phễu chiết và thêm 150 ml NaCl. Chiết 5 lần bằng CHCl3, lần đầu là 40 ml, 4 lần sau bằng 25ml. Chuyển lớp CHCl3 vào 1 phễu khác và lắc 3 lần bằng NaOH 2,5N. Lần đầu bằng 4 ml, 2 lần sau bằng 3 ml. Kết hợp các dịch chiết kiềm, đun nóng cho đến khi CHCl3 bị loại bỏ, để nguội và pha loãng tới 500 ml với nước cất. Lặp lại bước chưng cất như trên. Chú ý: Có thể thay CHCl3 bằng CH2Cl2 nếu quá trình chưng cất bằng dung môi CHCl3 tạo thành nhũ tương. • Chiết mẫu Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 Lấy 500ml dịch chưng hoặc một thể tích phù hợp chứa không quá 50àg phenol và pha loãng tới 500 ml trong cốc đốt 1 lít. Chuẩn bị mẫu trắng và các dung dịch chuẩn có nồng độ 5 - 10 - 20 - 30 - 40 - 50 àg phenol /500 ml. Xử lý dịch chưng mẫu, mẫu trắng, mẫu chuẩn như sau: thêm 12 ml NH4OH 0,5 N và điều chỉnh pH về 7,9 ± 0,1 với dung dịch đệm phosphat. Thêm khoảng 10 ml dung dịch đệm. Chuyển toàn bộ dung dịch vào phễu chiết 1 lít, thêm 3ml dung dịch AAP trộn đều, tiếp tục thêm 3 ml dung dịch K3Fe(CN)6 lắc và để phát triển màu trong 15 phút. Dung dịch trong suốt và có màu vàng. Chiết ngay với CHCl3, sử dụng 25 ml đối với cuvét 10 cm . Lắc ít nhất 10 lần, để lắng và lắc tiếp 10 lần sau đó để lắng lại. Lọc phần chiết qua giấy lọc hoặc phễu lọc thuỷ tinh chứa 5 g NaSO4 khan. Thu phần lọc vào các bình tam giác nhỏ, sạch, có vạch mức. Lặp lại quá trình chiết 2 lần nữa, mỗi lần 10ml CHCl3. Định mức phần chiết thu được (30ml) và đo độ hấp thụ của các dung dịch ở bước sóng 460 nm. 3.5.3. Tiến hành xây dựng đường chuẩn Vì có sự khác nhau về nồng độ phenol trong nước biển và nước thải, chúng tôi đã tiến hành xây dựng hai loại đường chuẩn: đường chuẩn nồng độ thấp dùng cho các mẫu nước biển và đường chuẩn nồng độ cao dùng cho các mẫu nước thải. • ở nồng độ thấp Từ dung dịch chuẩn phenol trung gian, ta chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn có nồng độ là 0-10-20-30-40-50 μg/l. Tiến hành các bước như đã trình bày ở trên, sau đó thu lấy dung dịch chiết trong CHCl3 có màu vàng nhạt. Tiến hành so màu trên máy Cary UV- VIS ở λ = 460nm, ta có kết quả như sau: Phân tích phenol tổng số trong nước và nước thải bằng phương pháp so màu Luận văn Thạc sỹ - Cao Thị Thu Trang 21 Bảng 3.1. Độ hấp thụ của phần chiết phenol (đường chuẩn nồng độ thấp) Nồng độ (àg/l) 0 10 20 30 40 50 Độ hấp thụ 0,000 0,049 0,106 0,152 0,197 0,260 Đường chuẩn này được trình bày trong hình 3.1. Hình 3.1. Đường chuẩn của phenol (với nồng độ thấp) Phương trình của đường chuẩn: y = 194.607 * x + 0.29199 với r =0.996 Trong đó: y: là nồng độ (àg/l) x: